Übungsaufgabe 7: Maps¶
Aufgabe 1: Visualisierung eines Satellitenorbits¶
Stelle den Orbit eines GRACE-Satelliten für den Tag 2008-01-01 auf einer Karte dar. Der Orbit ist in der Datei orbit.txt in folgendem Format gegeben:
mjd [days] x [m] y [m] z [m]
Das Dateiformat enthält zwei Header-Zeilen. Der Zeitpunkt ist als MJD (Modified Julian Date, Tage seit 1858-11-17) gegeben. X, Y und Z sind bereits in ein erdfestes System umgerechnet. Das Umrechnen der kartesischen Koordinaten in Länge und Breite erfolgt über:
$$ \varphi = \arcsin \frac{z}{r} \hspace{1cm}\lambda = \arctan \frac{y}{x} $$
Hinweis: arctan2 verwenden! $r$ ist die Länge/Norm des Vektors (x,y,z).
Der Orbit soll korrekt projiziert dargestellt werden. Als Bildhintergrund soll die NASA Blue Marble (Datei bluemarble01.jpg) verwendet werden.
Aufgabe 2: Animierte Visualisierung des zeitvariablen Schwerefelds¶
Stelle den saisonalen Anteil des zeitvariablen Schwerefelds der Erde in einer Animation dar. In der Datei gravityfield.npy (einlesbar mit numpy.load()) ist ein dreidimensionales Array (Monat, Breite, Länge) enthalten. Die Daten enthalten zwölf Monate des Jahres 2008 als globale Gitter in Form der equivalenten Wasserhöhe in [m] (Schwere erzeugt durch eine Wassersäule dieser Höhe auf der Erdoberfläche).
Die monatlichen Gitter sind in einer Auflösung von 1° gegeben und beziehen sich jeweils auf den Mittelpunkt der Zelle (zB Länge -179.5°, Breite 0.5°). Die Gitter werden am besten mit der Funktion pcolormesh aus matplotlib dargestellt. Dabei ist darauf zu achten, dass die übergebenen Längen- und Breitenvektoren die Zellengrenzen repräsentieren (zB. Längen: [-180°, -179°, ..., 180°], Breiten: [90°, 89°, ..., -90°]).
Zur geografischen Orientierung sollen die Küstenlinien über die Daten geplottet werden. Weiters darf eine passende Farbleiste nicht fehlen. Der jeweils dargestellte Monat soll als Text an einer passenden Stelle angezeigt werden.
# Die Karte aus Aufgabe 1 sollte in etwa so aussehen:
# Die animierte Karte aus Aufgabe 2 sollte in etwa so aussehen:
Abgabe¶
Im TeachCenter bis zur nächsten Einheit.
Lade ein Archiv ex07Maps.zip mit allen Dateien vor der nächsten Einheit (13:00 Uhr) im Abgabebereich der entsprechenden Aufgabe hoch.